Печатаем ЧПУ-фрезер на 3D-принтере

Список разделов РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ ФОРУМ ЧПУ станки/Конструирование

Описание: ЧПУ/Станки/Различные конструкторские задачи
Модератор: Алаев Ян

#1 Алаев Ян » 3 сентября 2017, 19:06

Я долго вынашивал идею "станок должен создавать станок", но по ряду причин не был к ней готов. Сейчас, когда я добился определенных успехов в 3D-печати как по метрологии изготавливаемых деталей, так и по качеству их изготовления, я решил, что готов для того, чтобы попробовать напечатать полноценный проект. Мне никогда не нравилось, что станок может простаивать, я считаю, что бОльшую часть своего жизненного цикла станок должен работать, поэтому, я запускаю в печать давно отложенный и сохраненный "на будущее" крупный проект по изготовлению ЧПУ 3D-фрезера на базе деталей, напечатанных на 3D-принтере.

Очень важным моментом этого проекта является мое отстраненное участие. Детали печатаются долго и независимо от меня, поэтому здесь требуется только время, проект печатается, а я работаю. Друг другу мы не мешаем. Можно сказать, что устройство создается с моим минимальным участием.

Содержание:
Спойлер
1. ЭТАП 1. Печатаем крепление оси Y /viewtopic.php?f=74&t=359&p=17120#p17148
2. ЭТАП 2. Подвижная каретка оси Y /viewtopic.php?f=74&t=359&p=17359#p17359
3. Шпиндель для ЧПУ-фрезера /viewtopic.php?f=74&t=359&start=20#p17664
Стремление к совершенству рождает шедевры! http://www.alaev.org
Алаев Ян В сети
Автор темы, Основатель Форума
Аватара
Возраст: 33
Откуда: Саратов
Репутация: 46 (+46/−0)
Лояльность: 131 (+132/−1)
Сообщения: 1691
Темы: 18
С нами: 3 года 6 месяцев


ЭТАП 1. Печатаем крепление оси Y

#3 Алаев Ян » 4 сентября 2017, 20:09

Крепление оси Y:
Скриншот 2017-09-04 19.54.02.png
Крепление оси Y (правое)


Y Axis Bar Mount 1'x1' 3mm Mirror.STL
Размер: 1.26 МБ
Скачиваний: 2


Технически деталь весьма сложная:
Скриншот 2017-09-04 19.52.52.png
В слайсере

Внутри есть сложный канал под электропроводку. Шесть скрытых отверстий под установку внутренней гайки для повышенной жесткости крепежа. Ребристая поверхность для крепления приводного ремня. Шестигранные пазы под крепежные гайки и ниша под концевой выключатель.

Время изготовления детали с разрешением 0,15 мм и заполнением 50% (5 периметров сплошного слоя) - 15 часов.
Себестоимость детали приблизительно 115 р. Для станка потребуется две таких детали.
Стремление к совершенству рождает шедевры! http://www.alaev.org
Алаев Ян В сети
Автор темы, Основатель Форума
Аватара
Возраст: 33
Откуда: Саратов
Репутация: 46 (+46/−0)
Лояльность: 131 (+132/−1)
Сообщения: 1691
Темы: 18
С нами: 3 года 6 месяцев

#4 Алаев Ян » 5 сентября 2017, 14:38

phpBB [media]


2017-09-05 07.51.20.jpg
Крепление оси Y - правое
2017-09-05 07.51.27.jpg
Крепление оси Y - правое
2017-09-05 07.51.34.jpg
Крепление оси Y - правое
2017-09-05 07.51.57.jpg
Крепление оси Y - правое
2017-09-05 08.00.29.jpg
Крепление оси Y - правое
2017-09-05 08.01.19.jpg
Крепление оси Y - правое
Стремление к совершенству рождает шедевры! http://www.alaev.org
Алаев Ян В сети
Автор темы, Основатель Форума
Аватара
Возраст: 33
Откуда: Саратов
Репутация: 46 (+46/−0)
Лояльность: 131 (+132/−1)
Сообщения: 1691
Темы: 18
С нами: 3 года 6 месяцев

#5 Алаев Ян » 8 сентября 2017, 9:49

Алаев Ян писал(а):Для станка потребуется две таких детали.
Итак, готово! Две детали в комплекте есть.

2017-09-08 10.24.34.jpg
Крепления оси Y - правые
2017-09-08 10.24.46.jpg
Крепления оси Y - правые


G-code для печати детали:
Y Axis Bar Mount 1'x1' 3mm Mirror.zip
G-код для печати
Размер: 8.56 МБ
Скачиваний: 2


Следующая деталь, над которой мы будем работать - зеркальная копия предыдущей.
Все то же самое, только концевые выключатели будут слева, а не справа.

Скриншот 2017-09-08 09.45.39.png
Крепление оси Y (левое)


Y Axis Bar Mount 1'x1' 3mm STD.STL
Размер: 1.26 МБ
Скачиваний: 3


Таких деталей тоже потребуется две. Работаем.
Стремление к совершенству рождает шедевры! http://www.alaev.org
Алаев Ян В сети
Автор темы, Основатель Форума
Аватара
Возраст: 33
Откуда: Саратов
Репутация: 46 (+46/−0)
Лояльность: 131 (+132/−1)
Сообщения: 1691
Темы: 18
С нами: 3 года 6 месяцев

#6 Алаев Ян » 15 сентября 2017, 10:38

Пока мы тут печатаем сложные детали, подоспела партия подшипников 608zz (60 шт.).
2017-09-15 10.51.59.jpg
Партия подшипников 608zz
Стремление к совершенству рождает шедевры! http://www.alaev.org
Алаев Ян В сети
Автор темы, Основатель Форума
Аватара
Возраст: 33
Откуда: Саратов
Репутация: 46 (+46/−0)
Лояльность: 131 (+132/−1)
Сообщения: 1691
Темы: 18
С нами: 3 года 6 месяцев

#7 Алаев Ян » 16 сентября 2017, 17:02

Я завершил печать всех креплений оси Y. Выкладываю фото и код.

2017-09-16 09.15.03.jpg
Крепления оси Y - левые
2017-09-16 09.15.34.jpg
Крепления оси Y - левые

2017-09-16 09.51.52.jpg
Все крепления вместе. Два левых (слева) и два правых (справа)


G-code:
Y Axis Bar Mount 3mm STD.zip
Размер: 8.59 МБ
Скачиваний: 2


Алюминиевая труба квадратная
Следующая деталь, которая нам понадобится - алюминиевая труба квадратного профиля с размерами 25х25х1.5 мм.
Длина трубы зависит от габаритов изготавливаемого станка. Я для начала купил длиной 1 м, конструкция изготавливаемого станка такова, что в любой момент длину направляющих можно изменить, соответственно, изменив рабочее поле станка.

2017-09-16 09.52.37.jpg
Алюминиевая труба квадратного профиля с размерами 25х25х1.5 мм


Труба была куплена в местном магазине Касторама https://www.castorama.ru/ за 150 р./шт.
С помощью ацетона или другого растворителя, трубу нужно очистить от всех наклеек и следов скотча, чтобы поверхность была чистой и гладкой.

Конструкция, которая получается, достаточно крупная, поэтому целиком с трудом умещается в кадр фотоаппарата.

2017-09-16 09.59.32.jpg
Соединяем алюминиевые трубы и крепления
2017-09-16 10.00.23.jpg
Соединяем алюминиевые трубы и крепления
2017-09-16 10.01.12.jpg
Соединяем алюминиевые трубы и крепления
2017-09-16 10.01.28.jpg
Соединяем алюминиевые трубы и крепления


Следующая деталь, которая нам понадобится - это прижимная пластина, которая будет фиксировать и удерживать приводной ремень.

Скриншот 2017-09-16 16.35.12.png
Прижимная пластина для приводного ремня


Y Gantry Box Section Belt Clamp.STL
Размер: 264.52 КБ
Скачиваний: 3


Таких деталей нам понадобится 4 шт. (по одной на каждое крепление оси Y)
Деталь простая и их удобно распечатать сразу комплектом.

ЧПУ-фрезер.png
В слайсере


Себестоимость изготовления одной такой детали приблизительно 11 р.

2017-09-03 18.24.08.jpg
Прижимная пластина для приводного ремня
2017-09-03 19.35.20.jpg
Прижимная пластина для приводного ремня


G-code:
Y Gantry Box Section Belt Clamp.zip
Размер: 6.52 МБ
Скачиваний: 2


Крепление прижимной пластины:

2017-09-16 17.46.07.jpg
Крепление прижимной пластины
2017-09-16 17.49.01.jpg
Крепление прижимной пластины


По метизам, нам понядобятся:
1. Гайка под винт М4 - 24 шт.
2. Винт или болт М4х22 - 24 шт.
3. Шайба под винт/болт М4 - 24 шт.

На этом первый этап завершен и мы переходим ко второму этапу, где будем делать подвижную каретку оси Y.
Стремление к совершенству рождает шедевры! http://www.alaev.org
Алаев Ян В сети
Автор темы, Основатель Форума
Аватара
Возраст: 33
Откуда: Саратов
Репутация: 46 (+46/−0)
Лояльность: 131 (+132/−1)
Сообщения: 1691
Темы: 18
С нами: 3 года 6 месяцев

ЭТАП 2. Подвижная каретка оси Y

#8 Алаев Ян » 17 сентября 2017, 15:08

Скриншот 2017-09-17 15.05.17.png
Подвижная каретка оси Y
Скриншот 2017-09-17 15.04.57.png
Подвижная каретка оси Y


Box Section Linear Guild STD.STL
Размер: 1.56 МБ
Скачиваний: 2


G-code:
Box Section Linear Guild STD.zip
Размер: 15.57 МБ
Скачиваний: 0


Деталь технически сложная.

Скриншот 2017-09-16 17.49.06.png
В слайсере

Себестоимость порядка 100 р.
Таких деталей нам потребуется 8 шт.
Стремление к совершенству рождает шедевры! http://www.alaev.org
Алаев Ян В сети
Автор темы, Основатель Форума
Аватара
Возраст: 33
Откуда: Саратов
Репутация: 46 (+46/−0)
Лояльность: 131 (+132/−1)
Сообщения: 1691
Темы: 18
С нами: 3 года 6 месяцев

#9 Алаев Ян » 18 сентября 2017, 9:21

2017-09-17 16.16.42.jpg
Подвижная каретка оси Y
2017-09-17 16.17.01.jpg
Подвижная каретка оси Y
Стремление к совершенству рождает шедевры! http://www.alaev.org
Алаев Ян В сети
Автор темы, Основатель Форума
Аватара
Возраст: 33
Откуда: Саратов
Репутация: 46 (+46/−0)
Лояльность: 131 (+132/−1)
Сообщения: 1691
Темы: 18
С нами: 3 года 6 месяцев

Собираем подвижную каретку оси Y

#10 Алаев Ян » 18 сентября 2017, 20:31

2017-09-18 20.12.26.jpg
Устанавливаем болты М8х25 в соответствующие пазы
2017-09-18 20.12.40.jpg
Устанавливаем болты М8х25 в соответствующие пазы
2017-09-18 20.12.55.jpg
Устанавливаем болты М8х25 в соответствующие пазы
2017-09-18 20.15.11.jpg
Устанавливаем подшипники 608zz
2017-09-18 20.41.26.jpg
Устанавливаем подшипники 608zz
2017-09-18 20.41.45.jpg
Устанавливаем подшипники 608zz


Для сборки одной каретки нам понадобилось:
Болт М8х25 - 4 шт.
Шайба под болт М8 - 8 шт.
Гайка М8 - 4 шт.
Подшипник качения 608zz - 4 шт.
Граверная шайба под болт М8 - 4 шт.
Стремление к совершенству рождает шедевры! http://www.alaev.org
Алаев Ян В сети
Автор темы, Основатель Форума
Аватара
Возраст: 33
Откуда: Саратов
Репутация: 46 (+46/−0)
Лояльность: 131 (+132/−1)
Сообщения: 1691
Темы: 18
С нами: 3 года 6 месяцев

Сборка крепления оси Y и прижимной пластины

#11 Алаев Ян » 29 сентября 2017, 18:53

Соединяем крепление оси Y и прижимные пластины.

2017-09-29 19.28.51.jpg
Стремление к совершенству рождает шедевры! http://www.alaev.org
Алаев Ян В сети
Автор темы, Основатель Форума
Аватара
Возраст: 33
Откуда: Саратов
Репутация: 46 (+46/−0)
Лояльность: 131 (+132/−1)
Сообщения: 1691
Темы: 18
С нами: 3 года 6 месяцев

#12 Тракторист » 2 октября 2017, 4:45

Хорошо получается. Ян, а не анализировал трубы эти алюминиевые(я так понял обычные с строит. магазина) ровные? Какие отклонения/биения будут при катании по ним подшипников? Тоже подумываю сделать станочек для начала простенький сверлильный. Куча подшипников и моторов от HDD лежит, вот и думаю их тоже задействовать.. Как эти все алюминиевые профиля/уголки\т по ровности интересно.
Тракторист
Интересующийся
Интересующийся
Аватара
Возраст: 32
Откуда: Хабаровск
Репутация: 8 (+8/−0)
Лояльность: 8 (+8/−0)
Сообщения: 60
С нами: 5 месяцев 6 дней

#13 Алаев Ян » 2 октября 2017, 8:18

Тракторист писал(а):Ян, а не анализировал трубы эти алюминиевые(я так понял обычные с строит. магазина) ровные?
Да, обычные, купил в строительном магазине. На удивление, они достаточно ровные. Я как раз вчера попробовал собрать подвижную каретку и был очень удивлен, что люфта нет вообще. Скажем так, нет ощущаемого рукой люфта. Ничего не болтается и все перемещения проходят ровно и гладко.

Тракторист писал(а):Какие отклонения/биения будут при катании по ним подшипников?
Трудно сказать. Если брать в расчет, что рабочее поле метр на метр, то биение порядка 0,1 мм при таких габаритах, наверное, не имеет большого значения. Ощутимого рукой люфта не наблюдаю.

Тракторист писал(а):Как эти все алюминиевые профиля/уголки\т по ровности интересно.
Они достаточно ровные.

Несколько прикидочных фоток:

2017-09-30 19.32.26.jpg
2017-09-30 19.47.14.jpg
2017-09-30 19.48.07.jpg
2017-09-30 20.55.14.jpg
2017-09-30 20.57.25.jpg
2017-09-30 21.01.55.jpg


Конструкция получается достаточно громоздкой и не помещается в объектив фотоаппарата целиком:

2017-10-01 19.29.39.jpg
2017-10-01 19.29.49.jpg
2017-10-01 19.30.12.jpg
Стремление к совершенству рождает шедевры! http://www.alaev.org
Алаев Ян В сети
Автор темы, Основатель Форума
Аватара
Возраст: 33
Откуда: Саратов
Репутация: 46 (+46/−0)
Лояльность: 131 (+132/−1)
Сообщения: 1691
Темы: 18
С нами: 3 года 6 месяцев

#14 Тракторист » 2 октября 2017, 9:34

Гайки которыми поджимается верхняя коретка, можно взять самоконтрующиеся, поджал и они никуда не денутся
Тракторист
Интересующийся
Интересующийся
Аватара
Возраст: 32
Откуда: Хабаровск
Репутация: 8 (+8/−0)
Лояльность: 8 (+8/−0)
Сообщения: 60
С нами: 5 месяцев 6 дней

#15 Алаев Ян » 2 октября 2017, 9:38

Идея интересная, спасибо. Я пока только "прицеливаюсь". Затягивать буду позже, когда вся механика будет перед глазами.
Стремление к совершенству рождает шедевры! http://www.alaev.org
Алаев Ян В сети
Автор темы, Основатель Форума
Аватара
Возраст: 33
Откуда: Саратов
Репутация: 46 (+46/−0)
Лояльность: 131 (+132/−1)
Сообщения: 1691
Темы: 18
С нами: 3 года 6 месяцев

#16 Тракторист » 9 октября 2017, 8:43

Был в магазине, попробовал на прочность такой квадрат метровый. Жесткий зараза. Ян, так на станке с такими деталями, алюминий/медь, можно обрабатывать? Или фанера/пластик?
Тракторист
Интересующийся
Интересующийся
Аватара
Возраст: 32
Откуда: Хабаровск
Репутация: 8 (+8/−0)
Лояльность: 8 (+8/−0)
Сообщения: 60
С нами: 5 месяцев 6 дней

#17 Алаев Ян » 9 октября 2017, 9:07

Основное назначение, конечно же, мягкие материалы. Но я уверен, что если Вы сделаете небольшую подачу и будете снимать тонкий слой, порядка 0,2 мм за проход - и медь и аллюминий ему будут под силу.

Я на выходных закончил печать всех подвижных кареток. Даже надоело уже одно и то же печатать. В ближайшее время выложу фото и приступим к следующему этапу.
Стремление к совершенству рождает шедевры! http://www.alaev.org
Алаев Ян В сети
Автор темы, Основатель Форума
Аватара
Возраст: 33
Откуда: Саратов
Репутация: 46 (+46/−0)
Лояльность: 131 (+132/−1)
Сообщения: 1691
Темы: 18
С нами: 3 года 6 месяцев

  • 1

#18 Тракторист » 9 октября 2017, 9:56

Сделал анализ на сколько прогнется такая деталь(узнать бы из какого конкретно сплава алюминия они сделаны) под тяжестью фрагмента(25*100мм) по середине 1кг/см2. Получается на данную площадь фрагмента давит 25 кг.


Надо еще попробовать именно когда полу-ромобом давит нагрузка.

Добавлено спустя 1 минуту 2 секунды:
Алаев Ян писал(а):сновное назначение, конечно же, мягкие материалы. Но я уверен, что если Вы сделаете небольшую подачу и будете снимать тонкий слой, порядка 0,2 мм за проход - и медь и аллюминий ему будут под силу.

1.jpg
там где красным смещение на 1.14мм. Разумеется такая кривизна для наглядности, показать как будет прогибаться конструкция.
Тракторист
Интересующийся
Интересующийся
Аватара
Возраст: 32
Откуда: Хабаровск
Репутация: 8 (+8/−0)
Лояльность: 8 (+8/−0)
Сообщения: 60
С нами: 5 месяцев 6 дней

#19 poty » 9 октября 2017, 10:43

Термех... Только очень отдалённо помню. :-) "Откупился" в своё время программой для ЭВМ по расчёту эпюр напряжений для кандидатской препода методом конечных элементов. Неделю считал! :-)
Владислав
poty В сети
Профи
Профи
Аватара
Возраст: 51
Откуда: Россия, Москва
Репутация: 60 (+60/−0)
Лояльность: 41 (+41/−0)
Сообщения: 2364
Темы: 1
С нами: 3 года 6 месяцев

#20 Алаев Ян » 9 октября 2017, 11:22

Тракторист писал(а):Надо еще попробовать именно когда полу-ромобом давит нагрузка.
да, это очень важный момент! Направляющая специально стоит ребром к нагрузке и в этой плоскости ее продавить сложнее всего.

Тракторист писал(а):Сделал анализ на сколько прогнется такая деталь
Очень круто! Серьезный подход!
Стремление к совершенству рождает шедевры! http://www.alaev.org
Алаев Ян В сети
Автор темы, Основатель Форума
Аватара
Возраст: 33
Откуда: Саратов
Репутация: 46 (+46/−0)
Лояльность: 131 (+132/−1)
Сообщения: 1691
Темы: 18
С нами: 3 года 6 месяцев

  • 1

#21 Тракторист » 9 октября 2017, 12:14

Алаев Ян писал(а):Очень круто! Серьезный подход!

Это разработчикам SolidWorks спасибо за такой гениальный софт, за 5 мин можно провести такие анализы..))

Позвонил в фирму которая изготавливает этот профиль. Сказали делают из сплава АД31Т5. Говорят он с искусственным старением(помягче), для более простой обработки/сварки. Так что Ян, если не будет хватать прочности можно взять более жесткий сплав, или со стенками по 2мм у ентой-же фирмы.
Если я правильно нашел в инете, то аналог ад31т5 за рубежом это сплав 6063-T5. В солиде он есть, можно точнее сравнить профиля..
Тракторист
Интересующийся
Интересующийся
Аватара
Возраст: 32
Откуда: Хабаровск
Репутация: 8 (+8/−0)
Лояльность: 8 (+8/−0)
Сообщения: 60
С нами: 5 месяцев 6 дней

След.

Вернуться в ЧПУ станки/Конструирование



Кто сейчас на форуме (по активности за 5 минут)

Сейчас этот раздел просматривают: 1 гость